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清江县位于江西省中部、鄱阳湖平原南缘，赣江和袁河穿境而过（图1），自古以来都是江南地区重要的商贸中心和医药重镇。县域面积约1284平方公里，人口60余万。清江县在民国时期属于江西省第一行政区【17】，政府驻地为临江镇。新中国成立后清江县先后隶属于南昌行署和宜春行署，1988年撤县改市后更名为樟树市，政府驻地迁至樟树镇。本研究利用江西师范大学地理与环境学院收藏的一套民国时期1:5万清江县军事地形图，基于ArcGIS10.2平台进行全要素土地利用重建，并以此为基础综合利用空间分析、核密度分析和可达性分析等手段探讨1:5万军事地形图在县域聚落、交通设施、宗教设施等空间分布研究中的可行性。研究可为民国时期大比例尺军事地形图的综合利用提供基础模型和案例参考。

图1 江西省清江县（樟树市）区位图

【注释】

【1】葛全胜、戴君虎、何凡能等：《过去300年中国土地利用、土地覆被变化与碳循环研究》，《中国科学:地球科学》2008年第2期，第197-210页。

【2】何凡能、李士成、张学珍等：《中国传统农区过去300年耕地重建结果的对比分析》，《地理学报》2012年第6期，第1190-1200页。

【3】李士成、张镱锂、何凡能：《过去百年青海和西藏耕地空间格局重建及其时空变化》，《地理科学进展》2015年第2期，第197-206页。

【4】周天军：《CLIVAR/PAGES2005-2010年的工作重点》，《气候变化研究进展》2005年第1期，第40-41页；Proctor J D. The Meaning of Global Environmental Change: Retheorizing Culture in Human Dimensions Research. Global Environmental Change, 1998, 8(3): 227-248. Uhrqvist O, Lovbrand E. Render‐ing Global Change Problematic: The Constitutive Effects of Earth System Research in the IGBP and the IHDP. Environmental Politics, 2014, 23(2): 339-356.

【5】Houghton R A, Hackler J L, Daniels R C. Continental Scale Estimates of the Biotic Carbon Flux From Land Cover Change: 1850 to 1980. Washington: Global Change Research Program, Environmental Sciences Division, Office of Health and Environmental Research, US Department of Energy, 1995. Turner B L. The Earth as Transformed by Human Action: Global and Regional Changes in the Biosphere Over the Past 300 Years. CUP Archive, 1990.

【6】Klein Goldewijk K, Beusen A, Van Drecht G, et al. The HYDE 3.1 Spatially Explicit Database of Human-Induced Global Land-Use Change Over the Past 12, 000 Years. Global Ecology and Biogeography, 2011, 20(1): 73-86.

【7】满志敏：《小区域研究的信息化:数据架构及模型》，《中国历史地理论丛》2008年第2辑，第5-11页。

【8】林珊珊、郑景云、何凡能：《中国传统农区历史耕地数据网格化方法》，《地理学报》2008年第1期，第83-92页。

【9】葛全胜、戴君虎、何凡能等：《过去300年中国部分省区耕地资源数量变化及驱动因素分析》，《自然科学进展》2003年第8期，第825-832页；吴致蕾、刘峰贵、张镱锂等：《清代青藏高原东北部河湟谷地林草地覆盖变化》，《地理科学进展》2016年第6期，第768-778页；李士成、何凡能、张学珍：

【10】杨绪红、金晓斌、林忆南等：《中国历史时期土地覆被数据集地理空间重建进展评述》，《地理科学进展》2016年第2期，第159-172页；Yang X, Guo B, Jin X, et al. Reconstructing Spatial Distribution of Historical Cropland in China’s Traditional Cultivated Region: Methods and Case Study. Chinese Geograph‐ ical Science, 2015, 25(5): 629-643.

【11】霍仁龙、杨煜达：《田野调查和GIS方法在近300年来小尺度区域土地利用变化研究中的应用》，《中国历史地理论丛》2018年第4辑，第62-69页。

【12】江伟涛：《民国1∶10万地形图及其所见江南市镇数量——兼论常熟、吴江市镇数量的巨大反差》，《中国历史地理论丛》2017年第3辑，第56-69页。

【13】潘威、满志敏：《大河三角洲历史河网密度格网化重建方法——以上海市青浦区1918—1978年为研究范围》，《中国历史地理论丛》2010年第2辑，第5-14页。

【14】侯鑫、潘威：《20世纪30年代珠江三角洲平原河网结构重建及最大槽蓄容量》，《热带地理》2015年第6期，第883-889页。

【15】江伟涛：《土地利用视角下的句容县城形态——以民国地籍图资料为中心的考察》，《中国历史地理论丛》2014年第2辑，第33-45页。

【16】王芳、潘威：《三维技术在历史地貌研究中的应用试验——1935年以来新疆博斯腾湖变化》，《地球环境学报》2017年第3期，第253-262页。

【17】江西省地方志编纂委员会：《江西省行政区划志》，(北京)方志出版社，2005年。

二、资料与方法

1.军事地形图

本次研究所涉及的清江县1:5万军事地形图共计7幅，图名分别为：英岗岭、清江县、拖船埠、罗坊街、三湖、店下街、蜜蜂墟。地图的测绘时间在1931年至1933年前后。本套地形图为解放后相关单位转交江西师范大学地理与环境学院，之后一直保存在院资料室。地图尺寸大小为46cm（长）×35cm（宽），东西方向经差15′、南北方向纬差10′。以《清江县》图为例说明本套军事地形图形制（图2），图幅右上角标注“军事秘密·部外密·南支那五万分一图建昌八十二号”等字样，左下角标注施测单位为“参谋本部陆地测量局”，左上角标注“中华民国二十年制版”和“昭和十三年五月发行”等字样。考虑到“昭和十三年”为1938年，而民国二十年为1931年，因此这批地图应为侵华日军在国民政府测绘地图的基础上盗绘【1】。

图2 本套军事地形图基本形制

2.地形图配准与误差检验

地形图的配准关系到图中地理要素的准确定位与面积重建，因此在之前的研究中我们利用ArcGIS10.2平台对本套地形图进行了系统的拼接、地图投影和配准。同时利用LandsatTM/ETM+和ESRI遥感影像，基于明显的地形标志点在GIS软件中进行反复微调，以此确保本套军事地形图具有较好投影和配准效果。其结果表明在省级、府级、县级城垣面积重建中的误差分别为0%、-1.96%和8.69%【2】，获得了较好的效果。

为进一步了解清江县军事地形图的精度，并合理控制误差范围和分布格局，本次研究在参考前人提出的相关民国地形图数字化、配准和误差判断的方法基础上【3】，进一步结合地统计学中常用的kriging插值方法得出整个区域的配准误差范围，为更合理的评估误差在研究区范围内的空间分布提供一定的依据。具体的工作流程为：首先依据清江县范围内重要的山峰等地形标志点，仔细与LandsatTM/ETM+和ESRI遥感影像进行比对定位，确定其初始经纬度坐标并进行反复微调使得二者基本重合。随后利用接图表中的拼接关系确定不同图幅之间的相对位置关系，实现清江县县域范围内全部图幅的整体定位。进一步基于ArcGIS10.2平台中的Geo-referencing工具模块下的“2ndOrderPolynomial”方法完成整个地形图的配准。最后，以“点对点匹配”的结果进行误差的空间kriging插值，评估整个研究区范围内的误差分布情况。

本次研究中土地利用重建采取全要素重建方式，结合中国科学院土地利用制图分类系统标准【4】，将土地类型划分为耕地、建设用地（城镇、农村）、水域、洲滩、林地、荒地以及其他未利用土地等类别，同时兼顾河堤和道路交通用地等特殊类型的土地利用形式。相关研究亦表明【5】，民国时期的军事地形图是按照一定图式标准进行测绘制图，因此可以通过地形图中的符号系统准确反演其所指示的地物类型。本次研究按照1933年参谋本部陆地测量总局《一万分一至五万分一地形图图式》对清江县军事地形图进行主要地类解译（表1）。

表1 民国时期军事地形图图式对照表

4.GIS重建模型

采用地理信息系统GIS 方法，将 7 幅军事地形图按照拼接关系进行拼合。考虑到地形图在 投影过程中减少不必要的变形、方便面积计算，因此按照Krasovsky 1940 Albers 等积投影方式进行投影和配准工作。同时以复旦大学和哈佛大学开发的CHGIS-1911 年数据集【6】中的清江县县界并结合现代樟树市界进行地图裁剪。进一步利用ArcGIS10.2 中的 Georeferencing模块的 Add Control Point工具进行点对点配准，同时利用遥感影像中标志点进行反复微调。最后，利用Polygon工具和Geometry工具按照不同地物类型完成解译和面积量算，单位为平方公里（km2）。

【注释】

【1】万智巍、贾玉连、蒋梅鑫等：《民国时期江西省城市用地与城市化水平》，《地理学报》2018年第3期，第550-561页。

【2】万智巍、贾玉连、蒋梅鑫等：《民国时期江西省城市用地与城市化水平》，第550-561页。

【3】江伟涛：《民国1∶10万地形图及其所见江南市镇数量——兼论常熟、吴江市镇数量的巨大反差》，第56-69页；潘威、满志敏：《大河三角洲历史河网密度格网化重建方法——以上海市青浦区1918—1978年为研究范围》，第5-14页；侯鑫、潘威：《20世纪30年代珠江三角洲平原河网结构重建及最大槽蓄容量》，第883-889页；江伟涛：《土地利用视角下的句

容县城形态——以民国地籍图资料为中心的考察》，第33-45页；王芳、潘威：《三维技术在历史地貌研究中的应用试验——1935年以来新疆博斯腾湖变化》，第253-262页；江伟涛：《近代江南城镇化水平新探——史料、方法与视角》，(北京)社会科学文献出版社，2017年；闫芳芳、满志敏、潘威：《从小圩到园田：近百年来上海地区河网密度变化》，《地球环境学报》2014年第6期，第425-433页。

【4】刘纪远、宁佳、匡文慧等：《2010—2015年中国土地利用变化的时空格局与新特征》，《地理学报》2018年第5期，第789-802页。

【5】江伟涛：《近代江南城镇化水平新探——史料、方法与视角》。

【6】中国历史地理信息系统（CHGIS），复旦大学历史地理研究中心，2003年6月。

三、重建结果

1.耕地

民国时期清江县的耕地主要分布于赣江和袁河两岸的河谷平原地带（图3a），还有部分耕地分布于Ia县域西部的丘陵地带，县域东部和东南部分布耕地较少。基于GIS重建的结果显示耕地总面积为713.15km²。另一方面，为了对重建的民国时期清江县土地利用精度进行评估，采用中国科学院资源环境科学数据中心发布的1980年中国土地利用现状数据集【1】中的清江县数据进行比对研究。本套1980年的土地利用数据集为1km格网数据，通过对比图3a和图3b可知，二者的基本空间格局具有一致性，1980年耕地同样以赣江和袁河两岸等区域为主，同时民国时期的很多未利用土地则进一步转换为耕地。总体而言，耕地由民国时期的713.15km²增长至1980年的876.34km²。

图3 民国时期清江县土地利用图与1980 年清江县土地利用图

2.建设用地

图4 民国时期清江县建设用地分布

3.水域、洲滩和林地

清江县的水域主要包括河流，如赣江、袁河和澧港河以及其他水域，如湖泊和水塘等。重建结果显示（图3a），民国时期清江县河流水域为34.28km²、湖泊和水塘等水域为9.01km²，水域面积总计43.29km²。另外在河流中心和两岸等区域分布有大面积的洲滩，经测量计算其总面积为10.07km²。林地的分布主要集中清江县东南山区和西部的丘陵地区，总面积为228.49km²。值得注意的是，在清江县东南部山区除了林地分布外，重建结果显示存在大片未利用土地。结合图1中的清江县地形图可知该区域海拔较高、属于山地地貌，正常情况下应为林地，但根据地形图解译的结果显示为无明确利用类型的未利用土地。

4.交通用地

民国时期清江县交通系统主要由县道、乡村路和小径等三个级别的道路组成（图5）。各类型道路的总长度为1993.56km；其中县道98.56km，乡村路1582.93km，小径312.07km。尽管这一时期双实线所绘制的县道表示能够通车，但可以推测其通行能力和宽度不会太大。而乡村路实为普通乡间道路，小径则仅仅是能够供人行走。参照四级公路设计规范，取县道路宽为6.5m、乡村路为3m、小径为1m，得出民国时期清江县交通用地总面积为5.70km²。

图5 民国时期清江县交通道路分布

5. 其他类型土地

本次军事地形图解译过程中荒地和未利用土地的区别是，荒地具有专门的符号表示（表1），而未利用土地则是地形图中没有具体的指示内容，或者仅有等高线等非土地利用类型符号。GIS测量结果显示（图3a），民国时期清江县荒地面积为31.75km²、未利用土地面积为216.91km²。

四、讨论与展望

1.空间误差范围

尽管民国时期军事地形图具有现代测绘基础，经过投影和配准之后可以具有较高的准确度，但是ArcGIS平台中的配准转换是依据全部参考点综合误差最小的原则保证整个地图线性或非线性转换，因此有必要采取一定的方式对整体的配准误差进行合理评估。参考相关学者提出的方法【1】，本文利用“点对点匹配”原则进行军事地形图中地点和江西省地图集【2】中相关地点的距离差值分析，并基于地统计中常用的kriging插值方法得到整个区域的误差范围（图6）。清江县地形图配准后的误差范围在106.21m—2461.65m之间。潘威等【3】对上海青浦地区民国地形图误差分析表明，最大误差为3.84km，最小误差为0.67km。本文结果与之基本一致，因此可以将本套民国时期清江县军事地形图用于地理要素的重建工作。如图6所示，清江县军事地形图在县域的中部和西部地区精度较高，而在县域东部则误差略大。造成这一现象的原因很可能是东部地区主要为山区，相对交通不便，因此其测量过程中可能存在某些系统误差。

图6 民国时期清江县军事地形图误差范围

2.耕地重建结果与国际数据库的对比

为了进一步评估重建垦殖率的可靠性，利用1980年中国土地利用现状数据集进行验证。由于该套数据集为1km格网属性数据，即格网内部全部为某一类土地利用属性。因此，可以将属性为耕地类型的格网垦殖率定为100%，其余非耕地格网则定为0，并对1980年垦殖率与重建垦殖率做差值计算。结果如图7（e）所示，1980年清江县垦殖率与本文重建垦殖率在整体上较为接近，其中在全部格网中有40.1%误差范围在±20%之间，而且误差范围以0为中心呈正态分布（图7g）。由于HYDE数据是基于现代土地利用格局和历史时期人口分布，按照一定算法所得出的垦殖率【5】，并不一定代表历史上真实的土地利用分布状态【6】。相关学者研究表明【7】，HYDE数据在区域尺度上存在显著的误差。李蓓蓓等【8】与何凡能等【9】的验证表明，HYDE数据在应用于区域研究时，其耕地数量和空间分布都过于粗糙，不能作为区域研究的依据。

图7 民国时期清江县垦殖率与HYDE数据的对比

3.聚落空间分布

聚落的空间分布指示着一定范围内的人口和耕地的分布格局，基于ArcGIS10.2平台中的核密度分析方法，对民国时期军事地形图中的城乡聚落进行点格局分析。研究结果表明（图8），这一时期聚落分布的核密度值在0—2.66之间（图8a）。由高值区所指示出的聚落集聚区主要在赣江和袁河沿岸区域，西部、北部和中东部等丘陵地区则属于聚落集聚的中值区，聚落密度值最低的则属于县域东南部的山区。这一聚落分布的格局与清江县河流和耕地的分布具有一致性。进一步利用ArcGIS10.2提取聚落空间分布核密度等值线＞1.5和＞1的范围，作为聚落分布密度的高值区和次高值区。聚落与耕地分布的空间相关分析显示（图8b），聚落与耕地在空间分布上具有显著的一致性，其中高值区主要位于赣江西岸和袁河北岸的耕地所在区域，聚落核密度次高值区则主要与县域北部的赣江两岸耕地分布区一致，其余核密度次高值区则主要与县域西部的丘陵地区耕地的分布一致。而在县域东南部的山地区域无耕地分布，因此其聚落核密度值为显著低值区。

图8 民国时期清江县地理要素综合分析

4.宗教场所空间分布

各类庙宇等宗教设施在基层生活中具有一定的意义，同时这类设施也具有一定军事指示信息，因此本套军事地形图对庙宇进行了比较详细的标记。通过ArcGIS10.2中的添加点工具，标绘出所有的具有“卍”符号的点，并基于核密度分析工具制作宗教场所空间分布核密度图（图8c）。由图中可知，民国时期清江县各类宗教场所共计51处，核密度高值区密度值为0.16。在空间上主要分布于县域中部的赣江—袁河交汇区，以及县域西部的袁河中上游地区。这一分布格局与城乡聚落分布具有一定的相关性，在赣江两岸出现宗教场所高区很可能与水运交通有一定关联。

5.交通可达性分析

一般而言，县城是全县的政治、经济和交通的中心，在传统社会时期县城与县域其他地区的互动关系可以通过可达性的方式来进行表达。可达性（Accessibility）也被称为通达性或易达性【10】，即一个地点到另一个地点的容易程度，一般用交通时间成本来进行度量。本次分析借助ArcGIS10.2平台中的栅格成本距离工具，按照100m×100m栅格进行交通时间成本计算。其中县道的通行能力按照自行车20km/h计算，乡村路按照人行5km/h计算，小径按照3km/h计算。结果显示（图8d），县城临江镇3个小时内可达区域主要集中于清江县中部地区，县域东部地区与樟树镇的联系更为紧密。新中国成立后由于袁河水运价值的下降，赣江水运以及铁路交通的兴起，樟树镇成为县域的中心城镇并成为更名后的樟树市政府驻地。

注释

【1】潘威、满志敏：《大河三角洲历史河网密度格网化重建方法——以上海市青浦区1918—1978年为研究范围》，第5-14页；江伟涛：《近代江南城镇化水平新探——史料、方法与视角》。

【2】江西省地图集编纂委员会：《江西省地图集》，（北京）中国地图出版社，2008年。

【3】潘威、满志敏：《大河三角洲历史河网密度格网化重建方法——以上海市青浦区1918—1978年为研究范围》，第5-14页。

【4】下载地址为http://themasites.pbl.nl/tridion/en/themasi‐tes/hyde/download/index-2.html.

【5】杨绪红、金晓斌、林忆南等：《中国历史时期土地覆被数据集地理空间重建进展评述》，第159-172页。

【6】赵凌美、张时煌：《2种常用的全球土地利用/覆被历史数据集在中国区域的精度评价》，《西北农林科技大学学报(自然科学版)》2013年第8期，第133-140页。

【7】曹雪、金晓斌、周寅康：《清代耕地数据恢复重建方法与实证研究》，《地理学报》2013年第2期，第245-256页。

【8】李蓓蓓、方修琦、叶瑜等：《全球土地利用数据集精度的区域评估——以中国东北地区为例》，《中国科学：地球科学》2010年第8期，第1048-1059页。

【9】何凡能、李士成、张学珍等：《中国传统农区过去300年耕地重建结果的对比分析》，第1190-1200页。

【10】钟业喜、陆玉麒、卢晓旭：《江苏省城镇间可达性及其格局演变研究》，《经济地理》2011年第11期，第1817-1821页。

五、结论与展望

历史时期县域尺度土地利用重建是全球变化区域响应研究的重要方向之一，可以为中小尺度的土地利用变化驱动因素和碳循环等模型提供边界和框架。民国时期具有现代测绘属性的军事地形图可以成为重要的土地利用重建材料来源，同时该类型的地形图具有地域上的广泛性和尺度上的连续性，全国各地区都陆续发掘了一批不同比例尺、不同时间段的军事地形图。结合GIS 空间分析手段，在进行细致的投影配准和误差范围控制的基础上，可以较好地利用这批军事地形图完成不同尺度的土地利用重建和其他相关地理要素的分析。

本研究综合利用GIS 技术重建了民国时期清江县不同土地利用类型，如耕地、建设用地、水 域、洲滩、林地、荒地、未利用土地等，兼顾河堤和 道路交通用地等特殊类型的土地利用形式。同 时结合聚落分析、核密度分析、可达性分析等方 法，初步进行了县域尺度下的聚落密度、宗教场 所格局、县城与县域其他地区可达性等方面的分 析。与此同时，研究结合相关地形图图式标准，系统界定了地类解译的过程和方法，可以为今后相关地形图重建工作提供分析模型。

由于这批军事地形图具有一定的历史局限性，当时的测绘技术与现代方法有着一定的差距，因此其精度有待进一步评估。如何更好地通过现代技术手段，特别是结合 Google Earth 和Landsat 高分辨率卫星影像，进一步提高重建的准确性也需进一步研究。另一方面，本次研究也发现部分山区在地形图的符号系统中属于空白区域，这很可能是由于当时条件有限，或迫于时间进度赶绘而出现信息遗漏。因此在具体的研究过程中，如何确保重建地类的准确性也需要谨慎处理。

1、本文原载《中国历史地理论丛》2020年第4期， 第32—42页。

2、因微信排版限制，编辑时对原注释序号有调整，望见谅！引用时请核对原文。

3、推送封面来自原文图5。

编辑：杨春；校对：朱国灿